[发明专利]一种高温炉控制装置及控温方法

说明书

本发明公开了一种高温炉控制装置及控温方法，装置包括启/停自锁电路、移相调压模块、变压器、电流变送器、控温热电偶、高温炉控制器、触摸屏控制台，高温炉控制器包括、炉温信号调理电路、A/D1、A/D2、D/A、D/A输出驱动器、启/停控制接口、CPU、通讯接口、温升巡检接口，通过高温炉控制器连接电流变送器实时检测加热电流，调控移向调压模块，实现高温炉的合理控温，整个装置和方法具有控温安全可靠合理的特点。

技术领域

本发明涉及自动化控温技术领域，具体为一种高温热电偶检定炉的运行保护控制装置及控温方法。

背景技术

高温热电偶检定炉(以下简称“高温炉”)主要用作检定B型热电偶、钨-铼热电偶及其它高温热电偶的温度源，其工作温度范围通常为(1100～1500)℃甚至更高。目前制作高温炉加热体的主要材料有铂铑合金丝和以二硅化钼材料制作的硅钼棒两种，它们都具有冷态电阻小，正电阻温度系数的特点,高温炉的加热体整体冷态电阻通常在(0.1～1)Ω数量级，因此高温炉的供电通常不能直接以220V电源供电，需通过变压器进行降压供电，即低电压、大电流供电，例如以硅钼棒作为加热体的高温炉，其最大加热电流通常为60A左右。目前，高温炉的控制存在的问题主要有：

1.上电过程：高温炉在启动上电时通常处于冷态(室温)，此时的高温炉加热体冷态电阻通常在(0.1～1)Ω数量级，即便通过降压变压器供电，加热电流仍然容易超过高温炉加热体表面负荷的允许上限值,或超过供电线路的负荷能力,此时需要调至很低的供电电压，通常的启动方法是，首先将可调供电控制电路(如调节自耦变压器或可控硅移相角)将高温炉供电电流调至最小，然后通过微调旋钮逐渐增加加热电流，直至达到高温炉的额定加热电流。必要时，作为辅助手段，可使用变压器抽头使供电电压从最低档分级上调。

上述控制无论通过人工调节或采用模拟电路辅助调节，均需人工干预，操作不当可能会永久性损坏高温炉。

2.升温过程：高温炉从冷态升至1100℃左右的整个升温过程中，加热体的电阻随温度的升高而大幅度增大，加热电流减小，升温速率也随之减小，若继续使用过低的电压供电又会限制高温炉的正常升温，此时又需要不断适当增加供电电压,以保证正常的升温速率，但供电电压又不能太高，以防止加热体被烧坏。

3.停炉过程：高温炉降温过程中炉膛以较快速度降温可能导致炉内处于高温的耐火部件、材料因急速降温而导致变形、裂纹等损伤等问题。

发明内容

本发明提供一种高温炉控制装置及控温方法，对高温炉进行温度控制和多重保护控制，使其整个控温过程合理、可靠、安全。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案：

一种高温炉控制装置，它包括启/停自锁电路、移相调压模块、变压器、电流变送器、控温热电偶、高温炉控制器、控制台，启/停自锁电路、移相调压模块、变压器、电流变送器依次设置在高温炉的加热供电进线上；

所述高温炉控制器包括炉温信号调理电路、A/D1、A/D2、D/A、D/A输出驱动器、启/停控制接口、CPU、通讯接口，所述控温热电偶的工作端置于高温炉的有效工作温区内，控温热电偶的参考端经延伸导线连接到炉温信号调理电路的输入端，炉温信号调理电路的输出端连接到所述A/D1的输入端，所述电流变送器的输入端连接到高温炉的加热供电进线，所述电流变送器的输出端连接到所述A/D2的输入端，所述D/A的输出端连接到所述D/A输出驱动器的输入端，所述D/A输出驱动器的输出端连接到所述移相调压模块的输入端,所述移相调压模块的输出端连接到所述变压器的初级回路，所述启/停控制接口的输出端连接到所述启/停自锁电路的输入端；

所述A/D1的输出端、A/D2的输出端、D/A的输入端、启/停控制接口的输出端、通讯接口的输出端均连接到CPU，所述通讯接口通过RS-232口连接到控制台。